JPS5852953A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凝縮効率な向上させて高性能化な計るためな
された垂直方式の凝縮器に関するものである。

冷凍装置、空調装置等の冷凍サイクルな構成するための
一要素として用いられる凝縮器は、圧縮機で与えられた
仕事あるいは広義の意味で冷凍サイクル内で与えられた
熱量を周囲熱源に捨て去る役目を持っている。この凝縮
器の構造は大別すると水冷式と空冷式との二つに分ける
ことができるが１本質的に潜熱放出によって冷媒ガスの
液化を促進させる働きが必要であり、冷媒ガスの液化は
急激に行われることが望ましい。

一般の凝縮器で用いられている凝縮パイプ内での冷媒ガ
スの変化を観察すると、第１図（ａｌのように凝縮パイ
プ】の入口ＩＡにおいて圧縮機から供給された冷媒ガス
２は凝縮バイツー１内な通過するにつれて液化されて出
口ＩＢから排出されるが。

この場合冷媒ガスは通常過熱されているため凝縮バイブ
ｌの最初の部分で飽和温度まで温度が下がり次いでガス
から液への変化すなわち凝縮が始まる。この凝縮過程は
凝縮パイプ１内のある部分で急激に生ずるものではなく
、入口ＩＡから出口ＩＢに向かってガスと液が共存しな
がら徐々に液化が進行する。したがって凝縮パイ７”１
内は冷媒ガスの進行につれ、すなわち出口ＩＢに近ずく
につれ次第に液で占められるようになって出口ＩＢでは
完全に液となる。第１図（ｂｌはこの変化様子を示すも
ので凝縮パイプ１の位置Ａ’、　Ｂ、　　Ｃ，Ｄに各各
対応した凝縮パイプ１の断面図を示しており。

２はガス部分、３は液体部分である。

ここで注目すべきことは冷媒が、スは凝縮パイグ内に流
入した時急激に液化されることが冷媒ガスが管壁との好
ましい接触状態を維持する上で望ましい条件であるが、
一般にこの条件を成立させることは不可能であるために
、液化は徐々に進行することである。したがって途中で
生ずる液は凝縮には全く貢献するものではなく、この液
は管壁に沿って流動するために冷媒ガスが管壁と接触す
るのを妨げる働きをする。すなわち管壁に存在する凝縮
液はガスから管壁しいてはガスから周囲熱源への熱移動
を妨げる熱抵抗となるように働く。

したがってガスが直接管壁と接触する場合に比べ、冷凍
サイクル内で与えられた熱量を十分に周囲熱源へ捨て去
ることができないため、凝縮効率が低下する欠点が生じ
た。

本発明は以上の欠点を除去するためなされたもので、入
口ヘッダと出口ヘッダおよび両者間に配置した分離ヘッ
ダとを設け１分離ヘッダと上記入口ヘッダ間および上記
出口ヘッダ間には各々内壁面に溝を形成した上部伝熱管
および下部伝熱管を設け、上記分離ヘッダによって凝縮
液と未凝縮ガスとを完全に分離させると共に上記溝によ
って伝熱管壁に存在する凝縮液を薄（抑えることによっ
て凝縮効率を向上させるように構成した凝縮器を提供す
るものである。以下図面を参照して本発明実施例を説明
する。

第２図は本発明実施例による凝縮器を示す正面図で、４
は入口ヘッダ（上部ヘッダ）、５は出口ヘッダ（下部ヘ
ッダ）、６はこれら両ヘッダ４゜５間に設置された分離
ヘッダ、７は上記入口へラダ４と分離ヘッダ６間を接続
するように設けられた複数の上部伝熱管、８は上記出口
ヘッダ５と分離ヘッダ６間を接続するように設けられた
複数の下部伝熱管、９は上記分離ヘッダ６と出口ヘッダ
４間に設けられた液抜き管、１０は上部伝熱管７および
下部伝熱管８の周囲に設けられた凝縮フィンである。ま
た上記下部伝熱管７および下部伝熱管８の内壁面には第
３図の断面図のように溝１１例えばらせん状溝が形成さ
れる。さらに上記分離ヘッダ６内における上部伝熱管７
°および下部伝熱管８の配置構造は第４図のようになっ
ており１分離ヘッダ６の底部６Δに直接液抜き管９の上
端９Ａが接続しているのに対し、下部伝熱管８の上端８
Ａはその底部６Ａに突出して設けられる。また分離ヘッ
ダ６の上下に設けられる上部伝達管７および下部伝熱管
８の相対的位置は交互に１ピツチずつずれるように設け
られる。

以上の構成において、圧縮機から供給された冷媒ガスは
上記入口ヘッダ４０入口４Ａに流入した後上部伝熱管７
を通じて分離ヘッダ６へと向かう。

この時上部伝熱管７を通過する冷媒ガスは、伝熱管７自
身およいフィン１０を通じて周囲熱源（空気あるいは水
等）へ放熱ケ始めて徐々に凝縮を開始する。ここでこの
上部伝熱管７の内壁面にはらせん状溝等の溝Ｉ】が形成
されているため、凝縮液は毛細管現象により溝１１面に
密着して流れるようになる。このため伝熱管７内壁に存
在する（生じる）凝縮液は薄くなり、また、溝１１によ
り管内壁表面積が増加することで放熱性が改善されて熱
抵抗が減ることと相まって良好な凝縮が行われるように
なる。

上部伝熱管７で生じた凝縮液および一部の未凝縮ガスは
分離ヘッダ６へ流入し、凝縮液は分離ヘッダ６の底部６
Ａへ溜められまた未凝縮ガスは下部伝熱管８へ流入する
ことにより各々個々に分離されるようになる。この時、
一部未凝縮ガス中に含まれている凝縮液は分離ヘッダ６
な介して上部伝熱管７と下部伝熱管８との相対的位置が
１ピツチずれているために、ガスの流動方向が変化する
ことによる遠心力の効果により完全にガスと分離されて
分離ヘッダ６内に溜まる。

上記分離へラダ６に溜まった凝縮液は１分離ヘッダ６の
底部６Ａに直接設けられている液抜き管９ヶ介してその
重力および圧力差により速やかに下部の出口ヘッダ５へ
流動する。一方、下部伝熱管８へ流入した未凝縮ガスは
上記上部伝熱管７の場合と同じように処理されて良好な
凝縮が行われ、生じた凝縮液は出口へラダ５へ流動する
。出口ヘッダへ溜った凝縮液は出口５Ｂから排出されて
冷凍サイクルへ送られる。

したがって上記分離ヘッダ６は凝縮液と未凝縮ガスとを
完全に分離させて分離へラダ６自身が液溜めとなって働
くため、また“キの分離ヘッダ６内には下部伝熱管８が
突出して設けられているために下流側へは凝縮液は流入
しないので、下流においての冷媒ガスと管壁との接触は
良好に保たれる。

さらに上部伝熱管７および下部伝熱管８の内壁面に形成
された溝１】によって、内壁面１１に生じる凝縮液は毛
細Ｗ現象による最小限に薄（抑えられるために、上記の
ような冷媒ガス−と管壁との接触はさらに良好となる。

上記液抜き管９な複数設けることにより液抜きなスムー
ズに行わせることができる。また冷媒ガスの通過につれ
そ゛の流量は徐々に少なくなってくるので、上部伝熱管
よりも下部伝熱管の本数を少な（することができ、ある
いは上部伝熱管よりも下部伝熱管の径を細（することが
できる。

以上説明して明らかなように本発明によれば、入口ヘッ
ダと出口ヘッダおよび両者間に配置した分離ヘッダとを
設け１分離ヘッダと上記入口ヘッダ間および上記出口ヘ
ッダ間には各々内壁面に溝を形成した上部伝熱管および
下部伝熱管を設けるように構成するものであるから、上
記分離ヘッダによって凝縮液と未凝縮ガスとが完全に分
離されさらに上゛下伝熱管壁に生じる凝縮液は上記溝の
存在によって薄（抑えられるようになって、冷媒ガ。

スと管壁とは望ましい接触状態となるので冷媒ガスから
周囲熱源への熱移動はスムーズに行われるようになる。

すなわち本発明によれば、上記のように分離ヘッダおよ
び内壁面に溝を形成した上部伝熱管および下部伝熱管な
含む垂直方式の凝縮器を構成することにより、特に上記
溝によって管内壁に生じる凝縮液は毛細管現象により最
小限に薄く抑えられると共に、管内壁表面積が増加され
ることで冷媒ガスに対する熱抵抗は減少されるようにな
る。したがって冷凍サイクル内で与えられた熱を十分に
周囲熱源へ捨てることができるので、凝縮効率を向上さ
せて高性能化を計ることができる。また凝縮効率向上に
伴い凝縮能力をアップすることができるので１分離ヘッ
ダ、伝熱管を必要最小の数に抑えることにより小型化、
軽量化な計ることもできる。さらに従来と同一性能のも
のを得る場合にもより小型な構成とすることができる。

本発明は本文実施例で示した垂直方式に限らず水平方式
に適用しても効果的であり、また従来においての伝熱管
にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂｌは共に従来例な示す断面図、第
２図および第３図、第４図は本発明実施例を示す正面図
および断面図である。 ２・・・ガス、３・・・液体、４・・・入口（土部）ヘ
ッダ。 ５・・・出口（下部）ヘッダ％６・・・分離ヘッダ、７
・・・上部伝熱管、８・・・下部伝熱管、９・・・液抜
き管、ＩＯ・・・凝縮フィン、　１１・・・溝。 特許出願人　　クラリオン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　入口ヘッダと、出口ヘッダと、これら両ヘッダ間
   に配置された分離ヘッダと、この分離ヘッダと上記入口
   ヘッダ間および上記出口ヘッダ間に設けられた各々複数
   の上部伝熱管および下部伝熱管と、上記分離ヘッダと出
   口ヘッダ間に設けられた液抜き管とを含み、上記上部伝
   熱管および下部伝熱管の内壁面に溝が形成されてなるこ
   とを特徴とする凝縮器。 ２、上記下部伝熱管の上端を上記分離ヘッダ内に突出さ
   せた構造な特徴とする特許請求の範囲第１項記載の凝縮
   器。 ３、上記分離ヘッダの上下に設けられた上部伝熱管と下
   部伝熱管の相対的位置を互いにずらした構造を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の凝縮器。 ４、上記上部伝熱管と下部伝熱管の本数が異なることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載の凝縮器。 ５、上記液抜き管を複数本設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の凝縮器
   。